6.1.2 化学反应与电能 课件 -2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第六章

化学反应与能量第一节

化学反应与能量变化课时2化学反应与电能【考纲要求】通过实验探究，认识化学能可以转化为电能，从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理。通过对原电池的学习，体会提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。通过原电池的学习，能举出化学能转化为电能的实例，能辨识简单原电池的构成要素，并能分析简单原电池的工作原理。知识导航1.一次能源：直接从自然界取得的能源例如：流水、风力、原油、原煤、太阳能、天然气、天然铀矿等2.二次能源：一次能源经过加工转换得到的能源例如：电力、蒸汽等能源分类一.化学能与电能的相互转化（一）.火力发电的能量转化关系

化学能热能机械能电能【火力发电原理及过程】火力发电的弊端？能否将化学能直接转变为电能？①使用的化石燃料属于不可再生资源②能量经过多次转化，能量利用率低，造成消耗多成本高③煤燃烧产生有害物质，如SO2、CO、NO2、粉尘等。2018年我国电力分产业用电量统计分析：火电、水电、核电、风电发电量分别占比火电占比仍然为75%要想使氧化还原反应释放的能量直接转变为电能，就要设计一种装置，使

反应和

反应分别在两个不同的区域进行，并使其间的

转移，在一定条件下形成

。为了使用方便，还需要把可产生的

以

的形式储存起来。

就是这样的一种装置。这种装置可以将

体系的能量储存起来，类似于水库的蓄存水能。氧化还原电子电流化学能化学电源氧化还原反应理论基础电能Zn逐渐溶解

Zn表面产生气泡溶液变热如何把化学能转化为电能？以锌与硫酸反应为例分析：稀硫酸Zn稀硫酸CuZnA能量转换形式：化学能热能思考：如何把化学能转换成电能？能量转换形式：化学能电能原电池离子反应式：Zn+2H+=Zn2++H2↑观察并思考哪边反应更快？现象：Zn逐渐溶解

Cu表面产生气泡指针偏转现象：铜棒的作用？离子反应式：Zn+2H+=Zn2++H2↑电子只能在导体内运动！一、原电池1、定义：把化学能转化为电能的装置。2、转化原理：e-e-e-反应本质没有改变：Zn+2H+=Zn2++H2↑改变的是：中间有电势差氧化和还原反应在两个区域发生根据能量守定律，这个反应放出的热量就转换成了电能。形成电流产生电能Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑电极名称负极正极电极材料反应类型离子流向电子流向【思考与交流】请根据铜锌原电池（稀硫酸），完成表格：Zn片Cu片Zn－2e－===Zn2＋2H＋＋2e－===H2↑氧化反应还原反应SO42-流向负极H＋流向正极由Zn片沿导线流向Cu片总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑电极反应式3、原电池的电极负极：发生氧化反应，电子流出（流向正极）的一极

正极：发生还原反应，电子流入（来自负极）的一极

4、原电池的工作原理及导电粒子流向外电路内电路外电路：电子流向：负极

沿导线正极电流方向：正极沿导线负极内电路：阴离子负极阳离子正极这样整个电路构成了闭合回路，带电粒子的定向移动产生电流。【例题1】如图所示，下列对于该原电池的叙述正确的是()A．铜是负极，铜片上有气泡产生B．铜片质量逐渐减小C．电流从锌片经导线流向铜片D．氢离子在铜片表面被还原【答案】D【例题2】下列叙述正确的是（）①原电池是把化学能转化成电能的一种装置②原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应③能自发进行的氧化还原反应可设计成原电池④碳棒不能用来作原电池的正极⑤反应Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag可以自发进行A.①③⑤ B.①④⑤ C.②③④ D.②⑤【答案】A5、组成原电池的条件①自发进行的氧化还原反应②两个活泼性不同的电极(金属或非金属导体)

③闭合回路④电解质溶液（熔融电解质）

稀H2SO4ZnCu【例题3】下列装置中能组成原电池的是()【答案】D、EABCDE

酒精稀H2SO4稀H2SO4【例题4】下列装置中能组成原电池的是()【答案】③⑤【例题5】某小组为研究原电池原理，设计如图装置，下列叙述正确的是（）A．a和b不连接时，铁片上会有H2产生B．a和b用导线连接时，铁片上发生的反应为：

Cu2++2e-=CuC．a和b用导线连接时，电子由a流向bD．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色【答案】D【例题6】如图为某兴趣小组制作的番茄电池，下列说法正确的是（）A.电子由铜通过导线流向锌B.该装置是将电能转化为化学能的装置C.锌电极发生氧化反应D.电流由锌通过导线流向铜【答案】C不活泼金属或非金属导体

活泼金属

电子流入

电子流出

还原反应

氧化反应

电极增重或产生气体

电极减轻

溶液中离子流向阳离子流向正极阴离子流向负极6、如何判断原电池的正负极？【例题7】下列关于原电池的叙述中正确的是()A．正极和负极必须是两种不同的金属B．原电池工作时，正极表面一定有气泡产生C．在内电路中，电子由负极经电解质溶液流向正极D．锌、铜和盐酸构成的原电池工作时，锌片上有6.5g锌溶解，正极就有0.2g氢气生成【答案】D】【例题8】如图所示，电流计指针发生偏转，同时A极质量减少，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是()

A.B极为原电池的正极

B.A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸

C.C中阳离子向A极移动

D.A极发生氧化反应【答案】C7、原电池应用①比较金属活泼性

④保护金属材料③设计制作化学电源②加快反应速率：一般作负极的金属比作正极的金属活泼。（牺牲阳极的阴极保护法）使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。如：船体镶锌块原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增大。【例题9】用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是（）A．滴加少量CuSO4溶液 B．不用稀硫酸，改用98%的浓硫酸C．对该反应体系加热 D．不用铁片，改用铁粉【答案】B【例题10】X、Y、Z、M、N代表五种金属，有以下反应：①Y与M用导线连接放入稀硫酸中，M上冒气泡；②M、N为电极，与N的盐溶液组成原电池，电子从M极流出，经过外电路，流入N极；③Z+2H2O(冷水)=Z(OH)2+H2↑；④水溶液中，X+Y2+=X2++Y。则这五种金属的活动性由强到弱的顺序为（）A．Z＞X＞Y＞M＞N B．Z＞Y＞X＞M＞NC．Z＞X＞Y＞N＞M D．X＞Y＞M＞N＞Z【答案】A【思考与交流】分析下列装置，找出正负极并写出总反应及电极反应。Fe+Cu2+=Fe2++Cu负极正极Cu2++2e-=CuFe-2e-=Fe2+电极反应：总反应：正极：负极：8、原电池电极反应式的书写【归纳】电极反应式的书写步骤A.列物质，标得失：按照负极氧化反应，正极还原反应，判断电极反应物、生成物，标出电子得失。B.看环境，配守恒：电极产物在电解质溶液的环境中应能稳定存在，如酸性介质中，OH－不能存在，应生成水；碱性介质中，H＋不能存在，应生成水；电极反应式同样要遵循电荷守恒、原子守恒、得失电子守恒。C.两式加，验总式：正负极反应式相加，与总反应离子方程式验证。【例题11】原电池的电极反应不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是(

)A．由Al、Cu、稀硫酸组成原电池，其负极反应式：Al－3e－=Al3＋B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式：

Al－3e－＋4OH－=[Al(OH)4]-C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式：Cu－2e－=Cu2＋D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式：Cu－2e－=Cu2＋【答案】C9、原电池的设计方法设计思路：1、要有能自发发生的氧化还原反应；2、把氧化还原反应分为氧化反应和还原反应两个半反应，由此确定电极反应；3、确定电极材料及其电解液；4、画出原电池装置示意图。

【例题12】请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：Zn+Cu2+=Cu+Zn2+设计成一个原电池。1、电极材料：正极：

，负极：

。2、电解液：